Muitas das proteínas de valor biomédico relevante são encontradas em baixas concentrações em suas fontes nativas. O alto nível de expressão de proteínas recombinantes em E. coli, muitas vezes gera o acúmulo de proteínas como agregados insolúveis no citoplasma e/ou periplasma da bactéria, denominados de corpos de inclusão (CI). A alta pressão tem sido amplamente utilizada no estudo da conformação das proteínas,ela modula as interações proteína-proteína e proteína-solvente através de mudanças no volume das mesmas, promovendo a entrada de água nas cavidades não expostas da molécula e promovendo hidratação e solubilização dos agregados. O presente trabalho teve como objetivo a renaturação de proteínas recombinantes expressas como CI em Escherichia coli usando alta pressão hidrostática como condição branda de dissociação dos agregados. As tiorredoxinas TsnC e TrxA, a proteína YbbN e a proteína comigratória com bacterioferritina (Bcp), todas de Xylella fastidiosa, foram estudadas neste trabalho. As condições de renaturação foram otimizadas, utilizando-se diferentes proporções do par redox, concentrações de GdnHCl, presença de aditivos e esquemas de descompressão. Para a quantificação e análise da eficácia do processo de renaturação das proteínas sob pressão foram utilizadas as técnicas de microscopia eletrônica de varredura dos CI e de SDS-PAGE, e ensaios de atividade enzimática das proteínas. A TsnC foi renaturada em Tris HCl 50 mM com proporção de 10GSH:1GSSG em concentração final de 10 mM, 0,75 M GdnHCl, na presença de 0,5 M de Triton-X e a pressão utilizada foi de 2,4 kbar por 1 hora e 30 minutos seguida de descompressão direta e incubação por 16 horas em pressão atmosférica. O rendimento final de obtenção de TsnC solúvel foi altíssimo, de até 89,9%. A renaturação de proteína YbbN, nunca antes descrita, foi obtida em tampão de renaturação Tris HCl 50 mM, na presença de 0,5 M de L-Arginina e a pressão utilizada foi de 2,4 kbar por 1 hora e 30 minutos seguida de descompressão direta e incubação por 16 horas em pressão atmosférica. A proteína YbbN, que apresentou atividade de tioredoxina, foi renaturada com rendimento de até 98% a partir da proteína insolúvel nos CI. Foi possível a solubilização da tiorredoxina TrxA e Bcp sob alta pressão hidrostática em tampão de renaturação Tris HCl 50 mM, utilizando diferentes proporções do par redox na concentração final de 10 mM e 1,5 M de GdnHCl, porém não foi possível obter a atividade biológicas destas proteínas. Mostramos também que a L-Arginina apresenta efeito auxiliar na solubilização dos CI induzida pela alta pressão, e ao mesmo tempo se mostrou altamente protetora contra a inativação da atividade da YbbN promovida pela incubação em altas temperaturas, o que sugere que a presença deste aminoácido pode ter alta aplicabilidade juntamente com a aplicação de altas pressões para elevar os rendimentos de renaturação de proteínas recombinantes a partir de CI. / Many of the relevant proteins are found in low concentrations in their native sources. The high level expression of recombinant heterologous proteins in Escherichia coli often causes their accumulation as insoluble aggregates in the cytoplasm or periplasm of bacteria in a mainly inactive form, known as inclusion bodies (IB). The high pressure has been widely used to study the conformational states of proteins. It modulates the protein-protein and protein-solvent interactions by changing the volume of the system, promoting the entrance of water into the cavities unexposed to water, exposing hydrophobic regions and promoting solubilization of the aggregates. The present study aimed to refold recombinant proteins expressed in E. coli as IB using high hydrostatic pressure as a mild condition for IB dissociation. The thioredoxins TsnC, TrxA and Ybbn and the protein comigratory with bacterioferritin (Bcp) of Xylella fastidiosa were studied in this work. The conditions for refolding were optimized for proportions of the redox pair, GdnHCl concentration, presence of additives and schemes for decompression. To analyze the effectiveness of the process of refolding under pressure we have used, scanning electron microscopy of the IB and SDS-PAGE and enzymatic activity assays for quantification and analysis of the solubilized proteins. The TsnC was renatured in 50 mM TrisHCl at a ratio of 10GSH: 1GSSG in 10 mM final concentration, 0.75 M GdnHCl in the presence of 0.5M Trito X-100 and application of 2.4 kbar for 1.5 hours, followed by direct decompression and incubation for 16 h at atmospheric pressure. The final yield of soluble and biological active TsnC was very high, up to 89,9%. The refolding of protein YbbN was obtained by application of 2.4 kbar for 1.5 h to an IB suspension in buffer 50 mM Tris HCl, in the presence of 0.5 M L-arginine, followed by direct decompression and incubation for 16 h at atmospheric pressure. We also show that L-arginine had a highly protective effect on the inactivation of biological activity of YbbN promoted by incubation at high temperatures.The final yield of refolded YbbN, that present thioredoxin activity, was also very high: 98%. TrxA and Bcp thioredoxins were solubilized at 2.4 kbar and step decompression. However, these proteins did not present biological activity. We also show that L-arginine has an auxiliary effect on the solubilization of IB induced by high pressure, while its presence proved highly protective against inactivation of the enzymatic activity promoted by incubation at high temperatures. These results suggest that the presence of this amino acid can have high applicability to increase the yield of refolding of recombinant proteins from the IC at high pressure.

O Terreno Andrelândia está localizado na porção sul da Faixa Brasília, é composto por pilha predominantemente metassedimentar, que foi submetida a metamorfismo de pressões relativamente altas durante o Neoproterozóico. Na área investigada o Terreno Andrelândia é formado, da base para o topo, pelas nappes Andrelândia e Liberdade e pela klippe Serra da Natureza, as duas últimas pertencem ao Domínio Serra da Natureza. O presente trabalho tem por objetivo a caracterização geológica, estrutural e petrológica das rochas da Klippe Serra da Natureza e seu contexto no Sistema de Nappes Andrelândia. Na Nappe Andrelândia ocorrem dois litotipos principais: o Xisto Santo Antônio e o Xisto Serra da Boa Vista. Dentro da estrutura são observadas paragêneses a estaurolita-cianita-biotita, no lado oeste da área, e a cianita-biotita-granada, no lado leste, padrão que configura caráter invertido do metamorfismo, com rochas de temperaturas mais elevadas no topo da estrutura. Cálculos geotermobarométricos indicam condições P-T de 668±15 ºC e 9,1±0,7 kbar, para a porção oeste, e 665±17 ºC e 10,4±0,7 kbar, para a porção leste. A Nappe Liberdade é composta por rochas metassedimentares com raras intercalações de anfibolito e rochas metaultramáficas. Na base ocorrem paragnaisses migmatíticos que transicionam para xistos com estaurolita, no topo, configuração que caracteriza metamorfismo de caráter normal. Cálculos geotermobarométricos indicam condições P-T de 714±29 ºC e 10,2±1 kbar, para a base, 678±60 ºC e 8,4±1,3 kbar, para a porção intermediária e 642±28 ºC e 8,2 kbar, para o topo, corroborando com as observações de campo do padrão metamórfico. Esta é a primeira caracterização detalhada das rochas da Klippe Serra da Natureza, formada por paragnaisse granulítico, com leucossoma contendo granada e cianita, e mesossoma com a paragênese, característica da fácies granulito de alta pressão, rutilo + ortoclásio + cianita + granada + quartzo ± plagioclásio ± biotita, sem muscovita e estaurolita. Cálculos termobarométricos em duas amostras da klippe indicam condições P-T de 815 ºC e 15 kbar. As trajetórias P-T inferidas para as rochas dos três alóctones são coerentes e paralelas, as feições retrometamórficas são mais evidentes nas rochas da Nappe Liberdade e da Klippe Serra da Natureza, sendo que na primeira há substituição de cianita por muscovita + estaurolita, rutilo por ilmenta; nos paragnaisses granulíticos da Klippe Serra da Natureza cianita é substituída por sillimanita, ou sillimanita + biotita±muscovita, ou ainda por muscovita + estaurolita, rutilo é substituído por ilmenita + zircão, granada por biotita + quartzo + feldspatos ± sillimanita e; ortoclásio por muscovita. Com os dados geotermobarométricos e as observações petrográficas estima-se taxa de exumação inicial para as rochas da klippe em torno de 5 kbar/50 ºC. O conjunto das três nappes é articulado pela foliação S2, a foliação principal que é paralela nas três estruturas. S1 é observada nas rochas da nappes Andrelândia e Liberdade em dobras intrafoliais com S2 em posição plano axial e ocorre paralela ao bandamento composicional. S3 é desenvolvida localmente. Dobras D4 e D5 são abertas, de grande amplitude e responsáveis pela acomodação do Domínio Serra da Natureza em calha sinformal, configurando padrão de interferência em domos e bacias. As lineações associadas a indicadores cinemáticos, como porfiroclastos e boudins assimétricos, pares SC e vergência de dobras D2, apontam direção de transporte para NNE. Uma segunda família de lineações de estiramento mineral indica transporte de topo para NW, estando associado ao rompimento de dobras D3. Foram datados grãos de monazita com a microssonda eletrônica. Na Nappe Liberdade foram obtidas datações de 622±6 Ma representativas da idade do pico metamórfico. Na Klippe Serra da Natureza datações de 616±16 Ma são representativas do pico metamórfico e valores de 602±7 Ma, obtidos em grãos da matriz, são interpretadas como idade do retrometamorfismo, implicando em taxa de resfriamento entre 7 e 9 ºC/Ma. Na Nappe Andrelândia, a datação obtida de 586±10 Ma é correlacionável à idade de corpos de leucogranito intrusivos e são interpretadas como idade da progressão do Domínio Serra da Natureza sobre a Nappe Andrelândia. Apesar das diferentes histórias metamórficas das rochas da região, todas as estruturas apresentam relações que permitem incluí-las em único evento metamórfico, com gradiente metamórfico de campo semelhante ao das rochas dos Altos Himalaias, ou seja, em regime de alta pressão e temperatura reinante na crosta inferior de ambiente colisional envolvendo blocos continentais. / The Andrelândia Terrain is located in the southern portion of the Brasília Fold Belt and it comprises metasedimentary pile that underwent relative high-pressure metamorphism during the Neoproterozoic. In the investigated area, the Andrelândia Terrain is composed, from bottom to top, by the Andrelândia and Liberdade nappes and the Serra da Natureza Klippe, and the last two belong to the Serra da Natureza Domain. The present work aims the characterization of geology, structure and petrology of rocks of the Serra da Natureza klippe and its context in relation to the Andrelândia Terrain. In the Andrelândia Nappe two kinds of lithotypes occur: the Santo Antônio Schist and Serra da Boa Vista Schist. Inside the nappe, rocks bearing staurolite-kyanite-biotite mineral assemblage are topped by rocks with kyanite-biotite-garnet, characterizing an inverted metamorphic pattern. Geothermobarometric calculating estimates P-T condition of 668±15 ºC and 9.1±0.7 kbar for rocks at the bottom and 665±17 ºC and 10.4±0.7 kbar for rocks at the top. The Liberdade Nappe is composed of metasedimentary rocks, with rare intercalations of amphibolite and metaultramafic rocks. At its base a migmatitic paragneiss dominates and a transition to schists with staurolite-kyanite occurs, at the top of structure, in a normal metamorphic pattern. P-T calculations yielded 714±29 ºC and 10.2±1 kbar to rocks at the base, 678±60 ºC and 8.4±1.3 kbar to rocks of middle portion, and 642±28 ºC and 8.2 kbar to rocks of upper part. It is the first detailed characterization of Serra da Natureza Klippe rocks, which is composed of granulitic paragneiss, in which leucosome-rearing garnet and kyanite are observed along with rutile-orthoclase-kyanite-garnet-quartz±plagioclase±biotite mesosome, without muscovite and staurolite. Thermobarometry in two samples yielded P-T conditions of 815 ºC and 15 kbar. The P-T paths inferred for rocks of the three units are consistent and parallel, and features related to retrometamorphism are recorded more intensively in rocks of the Liberdade Nappe and Serra da Natureza Klippe. In the first, replacement of kyanite by muscovite + staurolite and rutile by ilmenite are common; in the Serra da Natureza Klippe, there is replacement of kyanite either by sillimanite, or sillimanite + biotite ± muscovite, or muscovite + staurolite, rutile by ilmenite + zircon, garnet by biotite + quartz + feldspars ± sillimanite; and of orthoclase by muscovite. These observations give the initial exhumation rate of 5 kbar/50 ºC. All the three nappes are linked by S2, which is the main and parallel foliation in all of them. S1 is observed in the Andrelândia and Liberdade nappes, defining fold hinges that have S2 in axial plane position and is parallel to S0. S3 is locally developed. Late D4 and D5 deformation are responsible for large amplitude open folds, to the synform of Serra da Natureza Domain, as well as regional dome and basin interference pattern. Mineral and stretching lineations are associated with kinematic indicators, such as porphyroclast, asymmetric boundins, SC foliation and vergence of folds (D2), indicate transport to NNE. A second family of mineral and stretch lineations indicates transport to NW, associated with the disruption of D3 folds. Monazite grains have been dated by electron microprobe (EPMA). In the Liberdade Nappe, value of 622±6 Ma was obtained and is interpreted as the age of metamorphic peak. In the Serra da Natureza Klippe, a date of 616±16 Ma represents the age of metamorphic peak and the value of 602±7 Ma is interpreted as age of retrometamorphism, implying a cooling rate between 7 and 9 ºC/Ma. In the Andrelândia Nappe monazite dating yielded 586±10 Ma, what is correlated to the age of leucogranite intrusions and is interpreted as age of the progression of de Serra da Natureza Domain over the Andrelândia Nappe. Although the investigated rocks present different metamorphic stories, all of them, and their major structures, are connected by a single tectono-metamorphic event, with a high pressure and temperature metamorphic field gradient, which is similar to the rocks of High Himalayan, and typical of lower crust in collisional setting involving continental blocks.

Neste trabalho são analisados os aspectos relacionados à otimização estrutural de cilindros de alta pressão em compósitos, a partir do estudo detalhado dos procedimentos de cálculo analítico, utilizando o método análise de rede (netting analysis), juntamente com procedimentos baseados em análise numérica pelo método dos Elementos Finitos, considerando modelos de comportamento ortotrópico do material compósito. São considerados cilindros utilizados para armazenamento de oxigênio, fabricados pelo processo de enrolamento filamentar (filament winding), comparados a cilindros confeccionados em metal quanto à sua aplicabilidade. Após análise de diferentes estudos de caso, conclui-se que os materiais compósitos podem ser aplicados com sucesso em cilindros de alta pressão, desde que estabelecidos alguns parâmetros decisivos ao projeto estrutural do vaso, tais como: critério de falha mais adequado; determinação de dados experimentais dos materiais utilizados; normas e códigos utilizados no projeto e dados da geometria final do vaso, dependentes do processo de fabricação. Propõe-se também a utilização de um ambiente integrado das atividades de projeto e fabricação do compósito. / In this work the aspects related to the structural optimization of composite high-pressure cylinders are analyzed from the thorough study of analytical calculation, by the use of netting analysis, along with procedures based on numerical analysis by the Finite Element method, considering models of composite materials with orthotropic behaviour. Cylinders used for oxygen containment, manufactured by filament winding process, are considered and compared to the cylinders manufactured in metal in terms of their application. The analyses of different case studies allowed to conclude that composite materials can be applied successfully in high pressure cylinders provided that some critical parameters have been established to the vessel structural design, such as: an adequate failure criteria; determination of experimental data for the composite materials used; standards and codes used in the design and the final vessel geometry data, dependent variables of the manufacturing process. An integrated environment of the design and manufacturing activities is proposed as well in order to embrace all of these aspects.

Muitas das proteínas de valor biomédico relevante são encontradas em baixas concentrações em suas fontes nativas. O alto nível de expressão de proteínas recombinantes em E. coli, muitas vezes gera o acúmulo de proteínas como agregados insolúveis no citoplasma e/ou periplasma da bactéria, denominados de corpos de inclusão (CI). A alta pressão tem sido amplamente utilizada no estudo da conformação das proteínas,ela modula as interações proteína-proteína e proteína-solvente através de mudanças no volume das mesmas, promovendo a entrada de água nas cavidades não expostas da molécula e promovendo hidratação e solubilização dos agregados. O presente trabalho teve como objetivo a renaturação de proteínas recombinantes expressas como CI em Escherichia coli usando alta pressão hidrostática como condição branda de dissociação dos agregados. As tiorredoxinas TsnC e TrxA, a proteína YbbN e a proteína comigratória com bacterioferritina (Bcp), todas de Xylella fastidiosa, foram estudadas neste trabalho. As condições de renaturação foram otimizadas, utilizando-se diferentes proporções do par redox, concentrações de GdnHCl, presença de aditivos e esquemas de descompressão. Para a quantificação e análise da eficácia do processo de renaturação das proteínas sob pressão foram utilizadas as técnicas de microscopia eletrônica de varredura dos CI e de SDS-PAGE, e ensaios de atividade enzimática das proteínas. A TsnC foi renaturada em Tris HCl 50 mM com proporção de 10GSH:1GSSG em concentração final de 10 mM, 0,75 M GdnHCl, na presença de 0,5 M de Triton-X e a pressão utilizada foi de 2,4 kbar por 1 hora e 30 minutos seguida de descompressão direta e incubação por 16 horas em pressão atmosférica. O rendimento final de obtenção de TsnC solúvel foi altíssimo, de até 89,9%. A renaturação de proteína YbbN, nunca antes descrita, foi obtida em tampão de renaturação Tris HCl 50 mM, na presença de 0,5 M de L-Arginina e a pressão utilizada foi de 2,4 kbar por 1 hora e 30 minutos seguida de descompressão direta e incubação por 16 horas em pressão atmosférica. A proteína YbbN, que apresentou atividade de tioredoxina, foi renaturada com rendimento de até 98% a partir da proteína insolúvel nos CI. Foi possível a solubilização da tiorredoxina TrxA e Bcp sob alta pressão hidrostática em tampão de renaturação Tris HCl 50 mM, utilizando diferentes proporções do par redox na concentração final de 10 mM e 1,5 M de GdnHCl, porém não foi possível obter a atividade biológicas destas proteínas. Mostramos também que a L-Arginina apresenta efeito auxiliar na solubilização dos CI induzida pela alta pressão, e ao mesmo tempo se mostrou altamente protetora contra a inativação da atividade da YbbN promovida pela incubação em altas temperaturas, o que sugere que a presença deste aminoácido pode ter alta aplicabilidade juntamente com a aplicação de altas pressões para elevar os rendimentos de renaturação de proteínas recombinantes a partir de CI. / Many of the relevant proteins are found in low concentrations in their native sources. The high level expression of recombinant heterologous proteins in Escherichia coli often causes their accumulation as insoluble aggregates in the cytoplasm or periplasm of bacteria in a mainly inactive form, known as inclusion bodies (IB). The high pressure has been widely used to study the conformational states of proteins. It modulates the protein-protein and protein-solvent interactions by changing the volume of the system, promoting the entrance of water into the cavities unexposed to water, exposing hydrophobic regions and promoting solubilization of the aggregates. The present study aimed to refold recombinant proteins expressed in E. coli as IB using high hydrostatic pressure as a mild condition for IB dissociation. The thioredoxins TsnC, TrxA and Ybbn and the protein comigratory with bacterioferritin (Bcp) of Xylella fastidiosa were studied in this work. The conditions for refolding were optimized for proportions of the redox pair, GdnHCl concentration, presence of additives and schemes for decompression. To analyze the effectiveness of the process of refolding under pressure we have used, scanning electron microscopy of the IB and SDS-PAGE and enzymatic activity assays for quantification and analysis of the solubilized proteins. The TsnC was renatured in 50 mM TrisHCl at a ratio of 10GSH: 1GSSG in 10 mM final concentration, 0.75 M GdnHCl in the presence of 0.5M Trito X-100 and application of 2.4 kbar for 1.5 hours, followed by direct decompression and incubation for 16 h at atmospheric pressure. The final yield of soluble and biological active TsnC was very high, up to 89,9%. The refolding of protein YbbN was obtained by application of 2.4 kbar for 1.5 h to an IB suspension in buffer 50 mM Tris HCl, in the presence of 0.5 M L-arginine, followed by direct decompression and incubation for 16 h at atmospheric pressure. We also show that L-arginine had a highly protective effect on the inactivation of biological activity of YbbN promoted by incubation at high temperatures.The final yield of refolded YbbN, that present thioredoxin activity, was also very high: 98%. TrxA and Bcp thioredoxins were solubilized at 2.4 kbar and step decompression. However, these proteins did not present biological activity. We also show that L-arginine has an auxiliary effect on the solubilization of IB induced by high pressure, while its presence proved highly protective against inactivation of the enzymatic activity promoted by incubation at high temperatures. These results suggest that the presence of this amino acid can have high applicability to increase the yield of refolding of recombinant proteins from the IC at high pressure.

A cromatografia é uma técnica de separação cuja classificação se dá por meio do estado físico da fase móvel (líquido, gasoso, supercrítico, entre outros). Dentre as técnicas cromatográficas mais utilizadas e cujo conhecimento é bastante conhecido está a cromatografia gasosa. Embora esta técnica tenha sido bastante estudada existem ainda algumas vertentes que não totalmente estudadas, sendo uma delas a cromatografia gasosa de alta pressão na entrada da coluna (HIPGC). A HIPGC destaca por oferecer vantagens analíticas como alta eficiência, maior velocidade no tempo de análise e também facilita a migração de compostos com alta massa molecular. As desvantagens e dificuldades estão concentradas na instrumentação. O uso de alta pressão requer conexões que suportem tal pressão, sistema de injeção adequado a fim de eliminar vazamentos entre outros. Neste trabalho, sucessivos sistemas instrumentais foram montados visando o desenvolvimento, aprimoramento e avaliação de um sistema instrumental simples e versátil para HIPGC. Na avaliação do sistema foi utilizada coluna capilar empacotada pelo método \"slurry packed\". A escolha da coluna foi realizada a partir de curvas de eficiência de Van deemter. O sistema instrumental desenvolvido para HIPGC é apropriado para pressões de entrada de até 1800 psi. Além disso, este sistema apresentou boa reprodutibilidade nas análises e não apresentou vazamentos. Os resultados mostraram o potencial da técnica HIPGC na redução do tempo de análise. / Chromatography is a separation technique whose classification takes place by means of the physical state of the mobile phase (liquid, gas, supercritical, etc.). Among the most commonly used chromatographic techniques and whose knowledge is well known is gas chromatography. Although this technique has been widely exploited there are some topics which weren\'t fully investigated, one of them being high-pressure chromatography column input (HIPGC). HIPGC shows analytical advantages as high efficiency, faster analysis time and facilitates the migration of compounds with high molecular mass. The main difficulties in HIPGC are found in the instrumentation. The high pressure requires an appropriate connection that works in this range of pressure and one injection system suitable to transport the sample at different pressures. In this work, different instrumental systems were assembled to develop equipment to HIPGC that is simple and versatile. In the system evaluation was used capillary columns packed by methodology\'s \"slurry packed\" were used. The choice of the column was made from van Deemter efficiency curves. The system developed for instrumental HIPGC it is appropriate for inlet pressures up to 1800 psi. Furthermore, this system showed good reproducibility of analysis and didn\'t show leaks. The results showed the potential of HIPGC, such as shorter analysis time.

Tese de mestrado. Mestrado Integrado em Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents a detailed analysis about the interleaved buck converter applied to electronic ballasts to supply high power HID lamps, assuming the input voltage as a PFC stage output. As the output capacitor has a maximum value to be applied in parallel with the lamp, parallel operated converters are a suitable choice because the output current ripple cancellation characteristic. Besides, the output current ripple cannot be greater than 5% of the nominal current to avoid acoustic resonance phenomena. Also, interleaved converters allow magnetic and semiconductors losses reduction. The applied topology was the interleaved buck converter, because its inherent characteritstic of the output as a current source. A generalized model for the IBC operating in CCM was obtained, including inductors and semiconductors losses, besides an analysis to achieve the optimum point of design in terms of efficiency, size and complexity of implementation. To apply the IBC in CCM supplying HID lamps, it is necessary inductors current control, which means to guarantee a current source behavior of the converter. For that, two current control loop were designed, one for each inductor being measured via a shunt resistor located at the circuit input. Also, stability was analyzed based on impedance criterion. Finally, complete electronic ballast was presented, gathering a two-cell IBC, full-bridge inverter, measuring circuits for current and voltage and an external circuit for the correct delay of the IBC MOSFETs gate signals. Obtained experimental results were satisfatory, showing equal current sharing, once warm-up stage and closed-loop implementation were via an 8-bits microcontroller. / Este trabalho apresenta uma análise detalhada do conversor buck intercalado como reator eletrônico aplicado à alimentação de lâmpadas de descarga em alta pressão (HID) de alta potência, assumindo a entrada como a saída de uma etapa de correção de fator de potência (PFC). A característica de diminuição da ondulação da corrente de saída de conversores operando em paralelo é uma grande vantagem, pois o capacitor em paralelo com a lâmpada tem um valor limite a fim de garantir a estabilidade do sistema. Aliada a essa condição, a ondulação de corrente na lâmpada não pode ultrapassar 5% da corrente nominal para garantir que não ocorra o fenômeno da ressonância acústica de forma destrutiva. Além disso, permitem redução de perdas magnéticas e nos semicondutores, além de apresentar diminuição na ondulação da corrente de saída através da defasagem dos sinais de comando dos interruptores, diminuindo o capacitor de saída a ser empregado. Em termos de análise do conversor buck intercalado (IBC), foi obtida uma modelagem generalizada para o conversor operando em modo de condução contínua (CCM) incluindo as perdas nos interruptores, indutores e diodo. Também foi realizada uma análise de ponto ótimo de projeto contemplando tamanho, eficiência e complexidade de implementação. Para a utilização do IBC em CCM na alimentação de lâmpadas HID é necessário o controle de corrente dos indutores, ou seja, garantir que o conversor tenha o comportamento semelhante à uma fonte de corrente. Para tal, foram utilizadas duas malhas de controle de corrente, uma para cada indutor, sendo o sinal de controle medido através de um resistor shunt localizado na entrada do conversor. Ainda, foi apresentada uma análise de estabilidade baseada na relação entre as impedâncias da lâmpada e do conversor, com realimentação em modo corrente. Finalmente, o reator completo foi apresentado, constituído do IBC com duas células, inversor full-bridge, circuito inibidor para defasagem dos sinais de comando do IBC e o circuito de medição das correntes e tensão. Os resultados experimentais obtidos foram satisfatórios, com correntes equilibradas, uma vez que o IBC com malha fechada em ambos os indutores foi implementado com um microcontrolador de 8-bits, com frequência de barramento de 16 MHz.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Resumo_Abstract Denise.pdf: 33614 bytes, checksum: 2d4e1e356014318dbc7b819aba64b1eb (MD5) Previous issue date: 2006-07-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Aiming at the development of biodegradable materials with good properties that become them viable in daily applications, it was studied in this work the miscibility, the morphology and the mechanical properties of P(3HB)/P(3HB-co-3HV) blends, as well as the behavior of phases in high pressures of P(3HB) and P(3HB-co-3HV) in dense gases. Two types of P(3HB), P(3HB)-1 and P(3HB)-2 were used, with different molar weights (492 and 300 kg.mol-1, respectively) and two types of P(3HB-co-3HV), P(3HB-co-3HV)- 6%3HV and P(3HB-co-3HV)-10%3HV with different molar weights (294.2 and 340 kg.mol-1, respectively). P(3HB)-1/P(3HB-co-3HV)-6%3HV and P(3HB)-2/P(3HB-co- 3HV)-10%3HV blends were prepared in the form of films by the process of casting using chloroform as solvent (1% m/v for DSC, DRX and MEV analyses; e 0.3% m/v for FTIR analyses), in an large range of mass ratios of copolymer (0 the 100%). The DSC analyses showed that the blends (where it was possible to visualize the Tg) were miscible in the amorphous phase, therefore had presented only one Tg which agreed to the Tg calculated by Fox Equation. Moreover, the linear relation between Tg versus copolymer content also suggested the miscibility. With relation to the melting process, it was obtained the linear relation between Tm versus copolymer content, indicating that the components were miscible in the melting with cocrystallization. The crystallinity degree calculated by DSC was reduced in P(3HB)-2/P(3HB-co-3HV)-10%3HV blends and practically was constant in the P(3HB)-1/P(3HB-co-3HV)-6%3HV blends, according to the increase of the copolymer content. The study of the crystallinity by FTIR showed results that agreed to the results of the crystallinity degree obtained by DSC and DRX. The MEV analyses showed that the fracture surface of the films of blends presented fragile fracture. For the evaluation of the mechanical behavior, P(3HB)-1/P(3HB-co-3HV)-6%3HV blends were prepared by injection mechanic mixture in mass ratios of 0, 20, 50, 80 and 100% of copolymer. According to the increase of the copolymer content in the blend, it was obtained that the hardness Shore D and the maximum tensile strength presented a little significant reduction, the elasticity modulus showed a significant reduction, the elongation at break presented a little significant increase and the Izod impact strength practically remained constant. The MEV analyses in the fracture surface of the samples of the mechanical tests presented morphology with fragile fracture for all blends. The pure biopolymers P(3HB)-2 and P(3HB-co-3HV)-10%3HV were insoluble in high pressures in the carbon dioxide and chloroform/propane solvents, in a large range of temperature and pressure used. However, the biopolymers were soluble in the P(3HB)-2/clorofórmio and P(3HB-co-3HV)-10%3HV/ chloroform systems, but no one cloud point was observed in any combination of temperature and pressure. / Visando o desenvolvimento de materiais biodegradáveis com boas propriedades que os tornem viáveis em aplicações cotidianas, estudou-se nesse trabalho a miscibilidade, amorfologia e as propriedades mecânicas de blendas P(3HB)/P(3HB-co-3HV), bem como o comportamento de fases em altas pressões de P(3HB) e P(3HB-co-3HV) em gases densos. Foram utilizados dois tipos de P(3HB), P(3HB)-1 e P(3HB)-2, com diferentes massas molares (492 e 300 kg.mol-1, respectivamente) e dois tipos de P(3HB-co-3HV), P(3HB-co-3HV)-6%3HV e P(3HB-co-3HV)-10%3HV com diferentes massas molares (294,2 e 340 kg.mol-1, respectivamente). Blendas P(3HB)-1/P(3HB-co-3HV)-6%3HV e P(3HB)- 2/P(3HB-co-3HV)-10%3HV foram preparadas na forma de filmes através do processo de casting usando clorofórmio como solvente (1% m/v para análises de DSC, DRX e MEV; e 0,3% m/v para análises de FTIR), numa ampla faixa de proporções mássicas de copolímero (0 a 100%). As análises de DSC revelaram que as blendas (onde foi possível visualizar a Tg) foram miscíveis na fase amorfa, pois apresentaram uma única Tg a qual concordou com a Tg calculada pela Equação de Fox. Além disso, a relação linear entre Tg versus quantidade mássica de copolímero também sugeriu a miscibilidade. Com relação ao processo de fusão, obteve-se a relação linear entre Tm versus quantidade mássica de copolímero, indicando que os componentes foram miscíveis na fusão com cocristalização. O grau de cristalinidade calculado a partir de DSC foi diminuído nas blendas P(3HB)- 2/P(3HB-co-3HV)-10%3HV e permaneceu praticamente constante nas blendas P(3HB)- 1/P(3HB-co-3HV)-6%3HV, de acordo com o aumento da quantidade mássica de copolímero. O estudo da cristalinidade através de FTIR mostrou resultados que concordaram com os resultados de grau de cristalinidade obtidos através de DSC e DRX. As análises de MEV revelaram que a superfície criofraturada dos filmes das blendas apresentaram-se com fratura frágil. Para a avaliação do comportamento mecânico, blendas P(3HB)-1/P(3HB-co-3HV)-6%3HV foram obtidas através de mistura mecânica via injeção nas proporções de 0, 20, 50, 80 e 100% em massa de copolímero. Em relação ao aumento da quantidade mássica de copolímero na blenda, obteve-se que a dureza Shore D e a tensão máxima de tração apresentaram redução pouco significativa, o módulo de elasticidade mostrou diminuição significativa, a deformação na ruptura apresentou aumento pouco significativo e a resistência ao impacto Izod permaneceu praticamente constante. As análises de MEV na superfície de fratura dos corpos de prova rompidos nos ensaios mecânicos revelaram uma morfologia com fratura frágil para todas as blendas. Os biopolímeros puros P(3HB)-2 e P(3HB-co-3HV)-10%3HV mostraram-se insolúveis em altas pressões nos solventes dióxido de carbono e clorofórmio/propano, numa ampla faixa de temperatura e pressão. Já nos sistemas P(3HB)-2/clorofórmio e P(3HB-co-3HV)- 10%3HV/clorofórmio obteve-se a solubilização dos biopolímeros, mas não foi observada a separação de fases em nenhuma combinação de temperatura e pressão utilizadas.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / The aim of this work was to assemble an experimental apparatus PVT skilled labor in obtaining phase equilibria at high pressures and determining efficient methodology. Tests were performed mounting apparatus in order to develop methodology. During these tests, the data bubble point of pure carbon dioxide were determined at temperatures of 25, 26, 27 and 28  C and compared with data obtained for similar equipment, providing average deviation of 0.4 Bar, 0.6% on the extent being of the same order of magnitude compared to similar equipment. For testing systems in which one liquid component is introduced at ambient pressure in the analysis phase equilibrium torque was analyzed ethanol-CO2 at 40  C, and also compared with the literature data. The results obtained in steps preliminary analyzes showed that the system was capable of developing new data phase equilibrium. The study continued with the application development methodology for systems of viscera from fish oil + carbon dioxide oil, fish viscera + carbon dioxide + ethanol, corn oil + carbon dioxide and corn oil + ethanol + carbon dioxide at temperatures of 40, 50, 60, 70, 80, 90 and 110  C for systems without ethanol at temperatures of 40, 60, 80 and 110  C, for others. The phase diagrams obtained for all systems studied were of type IV according to the classification of Von Konynen and Scott, which is similar to that found in literature phase diagrams for systems consisting of triglycerides and carbon dioxide, showing the ability development of new data for the set-apparatus developed methodology. / O objetivo desta dissertaÃÃo foi montar um aparato experimental PVT hÃbil ao trabalho na obtenÃÃo de equilÃbrio de fases em altas pressÃes e a determinaÃÃo de metodologia eficiente. Testes de montagem no aparato foram realizados com o intuito de desenvolver a metodologia. Durantes estes testes, dados do ponto de bolha do diÃxido de carbono puro foram determinados em temperaturas de 25, 26, 27 e 28 ÂC e comparados com dados obtidos para equipamentos similares, fornecendo desvio mÃdio de 0,4 Bar, 0,6 % relativo à medida, sendo da mesma ordem de grandeza em relaÃÃo a equipamentos similares. Para testes de sistemas em que um componente lÃquido à pressÃo ambiente fosse introduzido nas anÃlises de equilÃbrio de fases o binÃrio etanol-CO2 foi analisado a 40 ÂC, e tambÃm comparado com dados da literatura. Os resultados obtidos nas etapas de anÃlises preliminares mostraram que o sistema estava apto a desenvolver novos dados de equilÃbrio de fases. Os estudos prosseguiram com o desenvolvimento da aplicaÃÃo da metodologia para os sistemas de Ãleo de vÃscera de peixe + diÃxido de carbono, Ãleo de vÃscera de peixe + etanol + diÃxido de carbono, Ãleo de milho + diÃxido de carbono e Ãleo de milho + etanol + diÃxido de carbono nas temperaturas de 40, 50, 60, 70, 80, 90 e 110 ÂC para os sistemas sem etanol e nas temperaturas de 40, 60, 80 e 110 ÂC, para os demais. Os diagramas de fases obtidos para todos os sistemas estudados foram do tipo IV de acordo com a classificaÃÃo de Von Konynen e Scott, o que se assemelha ao encontrado na literatura de diagramas de fase para sistemas constituÃdos de triglicerÃdeos e diÃxido de carbono, mostrando a capacidade de desenvolvimento de novos dados para o conjunto metodologia-aparato desenvolvido.

Orientadores: Daniella Jorge de Moura, Irenilza de Alencar Naas / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-10T15:53:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mendes_AngelicaSignor_D.pdf: 2662314 bytes, checksum: 4bb4c20870de3ad74f332028edd8764f (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O objetivo principal deste estudo foi a avaliação do impacto das combinações das variáveis bioclimáticas temperatura, velocidade e umidade relativa do ar na produção de perus, e avaliar a eficácia de dois sistemas de ventilação mínima (positiva e negativa) para a fase inicial (1 ¿ 28 dias) e de três sistemas de climatização (ventilação positiva I, ventilação positiva II e ventilação negativa) para a fase final de criação de perus (4 - 20 semanas). Os aviários situados no município de Francisco Beltrão, Paraná, para o estudo da fase inicial de criação dos perus, foram comparados sob os parâmetros de concentrações de dióxido de carbono (CO2), temperatura e umidade relativa do ar e índices produtivos. Os aviários situados no município de Uberlândia, Minas Gerais, para o estudo da fase final de criação dos perus, foram comparados sob os parâmetros de concentrações de CO2, temperatura e umidade relativa do ar, iluminância, temperatura superficial da cama e índices produtivos. Os resultados mostraram que as concentrações de CO2 no ar estiveram abaixo dos limites máximos recomendados internacionalmente para a fase final de criação, e no limite para a fase inicial, para todos os sistemas. As temperaturas internas para ambos os sistemas de ventilação avaliados para a fase inicial de criação permaneceram dentro zona de conforto das aves e os níveis de umidade relativa do ar estiveram, em média, na faixa recomendada. Na fase final, as temperaturas internas para ambos os sistemas de climatização avaliados estiveram sempre acima do recomendado para as aves, e os níveis de umidade relativa do ar estiveram, em média, na faixa recomendada, para todos os sistemas. Conclui-se, para a fase inicial e final de criação, que o sistema de ventilação mínima positiva e túnel negativo forneceram um melhor ambiente térmico às aves, respectivamente. Para a fase final, não encontrou-se variações suficientes entre os sistemas de ventilação positiva I e II, que permitissem a escolha entre esses dois sistemas / Abstract: This research aimed to evaluate the impact of the combination of bioclimatic variables such as: temperature, wind velocity and relative humidity in turkey production, as well as the efficiency of two minimum ventilation systems (positive and negative) for the initial phase ( 1 . 28 days), and three acclimatization systems (positive ventilation I, positive ventilation II and negative ventilation) for the final turkey growing stage ( 4 . 20 weeks). The turkey housing was placed at Francisco Beltrão country, Paraná state, used in the initial stage of production there were compared the following parameters: CO2 concentration, both ambient temperature and relative humidity, and production index. In the houses located in the country of Uberlândia, Minas Gerais state, used in the final stage of production the following data were compared: CO2 concentration, both ambient temperature and relative humidity, light intensity and production index. It was concluded that air CO2 concentration was below the maximum internationally recommended limits for both stages of growth. The ambient temperatures for both ventilation systems evaluated in the initial phase remained within the thermal comfort zone, and the relative humidity was also whit the recommended limits. For the final growing stage the ambient temperature in both evaluated acclimatization systems were above the recommended for the birds, and the mean air relative humidity results were also within the limits. It was concluded that for the initial and final growing stage the minimum positive ventilation system and the negative tunnel ventilation system respectively provided better thermal environment for the birds. For the final growing stage was not possible to choice the best one between the positive ventilation systems I and II / Doutorado / Construções Rurais e Ambiencia / Doutor em Engenharia Agrícola